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Aug 06, 2023

O que tornou a explosão cósmica mais brilhante de todos os tempos tão excepcional?

Poucas explosões cósmicas atraíram tanta atenção dos cientistas espaciais quanto

Poucas explosões cósmicas atraíram tanta atenção dos cientistas espaciais quanto a registrada em 22 de outubro do ano passado e apropriadamente chamada de a mais brilhante de todos os tempos (BOAT). O evento, produzido pelo colapso de uma estrela altamente massiva e o subseqüente nascimento de um buraco negro, foi testemunhado como um flash imensamente brilhante de raios gama seguido por um brilho lento de luz nas frequências.

Desde que captaram o sinal do BOAT simultaneamente em seus telescópios gigantes, astrofísicos de todo o mundo têm se esforçado para explicar o brilho da explosão de raios gama (GRB) e o desbotamento curiosamente lento de seu brilho posterior.

Agora, uma equipe internacional que inclui o Dr. Hendrik Van Eerten, do Departamento de Física da Universidade de Bath, no Reino Unidoformulou uma explicação: a explosão inicial (conhecida como GRB 221009A) foi direcionada diretamente para a Terra e também arrastou uma quantidade incomumente grande de material estelar em seu rastro.

As descobertas da equipe foram publicadas hoje na prestigiada revista Science Advances. Dr. Brendan O'Connor, um estudante de doutorado recém-formado na Universidade de Maryland e na Universidade George Washington em Washington, DC é o principal autor do estudo.

Van Eerten, que co-liderou a análise teórica do arrebol, disse: "Outros pesquisadores trabalhando neste quebra-cabeça também chegaram à conclusão de que o jato estava apontado diretamente para nós - muito parecido com uma mangueira de jardim inclinada para borrifar diretamente em você - e isso definitivamente explica de alguma forma por que foi visto com tanto brilho.

Mas o que permaneceu um enigma foi que as bordas do jato não podiam ser vistas.

"O lento desaparecimento do brilho posterior não é característico de um jato estreito de gás, e saber disso nos fez suspeitar que havia uma razão adicional para a intensidade da explosão, e nossos modelos matemáticos confirmaram isso. Nosso trabalho mostra claramente que o O GRB tinha uma estrutura única, com observações revelando gradualmente um jato estreito embutido em um fluxo de gás mais amplo, onde normalmente seria esperado um jato isolado”.

Então, o que tornou esse GRB mais largo que o normal? Os pesquisadores têm uma teoria. Como Van Eerten explicou: "Os jatos GRB precisam passar pela estrela em colapso na qual são formados, e o que achamos que fez a diferença neste caso foi a quantidade de mistura que aconteceu entre o material estelar e o jato, de modo que o choque gás aquecido continuou aparecendo em nossa linha de visão até o ponto em que qualquer assinatura característica do jato teria sido perdida na emissão geral do arrebol."

Ele acrescentou: "Nosso modelo ajuda não apenas a entender o BOAT, mas também os detentores de recordes de brilho anteriores que deixaram os astrônomos perplexos com a falta de assinatura do jato. Esses GRBs, como outros GRBs, devem ser direcionados diretamente para nós quando acontecem, pois Seria antifísico que tanta energia fosse expelida em todas as direções ao mesmo tempo. Parece existir uma classe excepcional de eventos que são extremos e conseguem mascarar a natureza direcionada de seu fluxo de gás. Estudo futuro dos campos magnéticos que lançam o jato e nas estrelas massivas que os hospedam devem ajudar a revelar por que esses GRBs são tão raros."

O'Connor disse: "O GRB 221009A excepcionalmente longo é o GRB mais brilhante já registrado e seu brilho posterior está quebrando todos os recordes em todos os comprimentos de onda. Porque esta explosão é tão brilhante e também próxima (cosmicamente falando: ocorreu na distância menor de 2,4 bilhões anos-luz da Terra), achamos que esta é uma oportunidade única em mil anos para abordar algumas das questões mais fundamentais sobre essas explosões, desde a formação de buracos negros até testes de modelos de matéria escura”.

- Este comunicado de imprensa foi publicado originalmente no site da Universidade de Bath